① 土壤陽離子交換量的檢出限是多大
根據我國最新的土壤環境質量標准(GB
15618-1995),並為對土壤陽離子交換量做出限檢。版
但通常來說權土壤中有機膠體(腐殖質)的CEC(cmol(+)/kg)最大,含量在200~500范圍內波動。蛭石為100~150;蒙脫石礦物為主的土壤CEC為70~95;伊利石礦物為主的土壤CEC為10~40;高嶺石礦物為主的土壤CEC為3~15;半倍氧化物為主的土壤CEC為2~4
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② 土壤化學指標
一、土壤酸鹼度(pH值)
土壤酸鹼度對土壤肥力及植物生長影響很大,我國西北、北方不少土壤pH值大,南方紅壤pH值小。因此可以種植和土壤酸鹼度相適應的作物和植物。如紅壤地區可種植喜酸的茶樹,而苜蓿的抗鹼能力強等。土壤酸鹼度對養分的有效性影響也很大,如中性土壤中磷的有效性大;鹼性土壤中微量元素(錳、銅、鋅等)有效性差。在農業生產中應該注意土壤的酸鹼度,積極採取措施,加以調節。
1.電位法
土壤實驗室基本上都採用電位法測定土壤pH值,電位法有準確、快速、方便等優點。其基本原理是:用pH計測定土壤懸濁液的pH值時,由於玻璃電極內外溶液H+離子活度的不同產生電位差。
2.比色法
取土壤少許(約黃豆大),弄碎後放在白磁碟中,滴入土壤混合指示劑數滴,到土壤全部濕潤,並有少量剩餘。震盪磁碟,使指示劑與土壤充分作用,靜置1min,和標准比色卡比色,即得出土壤的酸鹼度。
3.原位酸鹼度感測器法
土壤原位pH測定儀可直接埋入土壤測試,直接讀數,非常方便,在指導農業科研及農業生產中起到了非常重要的作用。
二、土壤氧化還原電位(Eh)
土壤氧化還原電位是以電位反映土壤溶液中氧化還原狀況的一項指標,用Eh表示,單位為mV。
土壤氧化還原電位的高低,取決於土壤溶液中氧化態和還原態物質的相對濃度,一般採用鉑電極和飽和甘汞電極電位差法進行測定。影響土壤氧化還原電位的主要因素有:①土壤通氣性;②土壤水分狀況;③植物根系的代謝作用;④土壤中易分解的有機質含量。
旱地土壤的正常Eh為200~750mV,若Eh﹥750mV,則土壤完全處於氧化狀態,有機質消耗過快,有些養料由此喪失有效性,應灌水適當降低Eh。若Eh﹤200mV,則表明土壤水分過多,通氣不良,應排水或鬆土以提高其Eh值。
水田土壤Eh變動較大,在淹水期間Eh值可低至-150mV,甚至更低;在排水曬田期間,土壤通氣性改善,Eh值可增至500mV以上。一般地說,稻田適宜的Eh值在200~400mV之間,若Eh經常在180mV以下或低於100mV,則水稻分櫱或生長發育受阻。若長期處於-100mV以下,水稻會嚴重受害甚至死亡,此時應及時排水曬田以提高其Eh值。
1.二電極法
測定氧化還原電位的常用方法是鉑電極直接測定法,方法是基於鉑電極本身難以腐蝕、溶解,可作為一種電子傳導體。當鉑電極與介質(土壤、水)接觸時,土壤或水中的可溶性氧化劑或還原劑,將從鉑電極上接受電子或給予電子,直至在鉑電極上建立起一個平衡電位,即該體系的氧化還原電位。由於單個電極電位是無法測得的,故須與另一個電極電位固定的參比電極(飽和甘汞電極)構成電池,用電位計測量電池電動勢,然後計算出鉑電極上建立的平衡電位,即氧化還原電位Eh值。
2.去極化測定儀法
對復雜的介質,可採用去極化法測定氧化還原電位。可以在較短時間內得到較為精確的結果,用去極化法測得的平衡Eh值,與直接電位法平衡48h後測得的穩定Eh值,差數一般﹤10mV。所以去極化法能縮短測定時間,並有較高的測定精度。
將鉑電極接到極化電壓的正端(極化電壓為600mV或750mV),以銀-氯化銀電極作為輔助電極,接到電源的負端,陽極極化10 s以上(自由選擇)。接著切斷極化電源,進行去極,時間在20 s以上(視極化曲線而定),在去極化後監測鉑電極的電位(對甘汞電極),對於大多數的測試樣品,電極電位E(mV)和去極化時間的對數log t間存在直線關系。以相同的方法進行陰極極化和隨後的去極化和監測電位。陽極去極化曲線與陰極去極化曲線的延長線的交點相當於平衡電位。
三、土壤陽離子交換量(CEC)
CEC的大小,基本上代表了土壤可能保持的養分數量,即保肥性的高低。陽離子交換量的大小,可作為評價土壤保肥能力的指標。陽離子交換量是土壤緩沖性能的主要來源,是改良土壤和合理施肥的重要依據。
1.乙酸銨交換法
適用於酸性與中性土壤陽離子交換量的測定。原理:用1mol/L乙酸銨溶液(pH7.0)反復處理土壤,使土壤成為銨離子飽和土。過量的乙酸銨用95%乙醇洗去,然後加氧化鎂,用定氮蒸餾方法進行蒸餾,蒸餾出的氨用硼酸溶液吸收,然後用鹽酸標准溶液滴定,根據銨離子的量計算土壤陽離子交換量。
2.EDTA——銨鹽法
銨鹽法不僅適用於中性、酸性土壤,並且適用於石灰性土壤陽離子交換量的測定。採用0.005mol/L EDTA與1mol/L的醋酸銨混合液作為交換劑,在適宜的pH條件下(酸性土壤pH7.0,石灰性土壤pH8.5),這種交換配合劑可以與2價鈣離子、鎂離子和3價鐵離子、鋁離子進行交換,並在瞬間即形成電離度極小而穩定性較大的配合物,不會破壞土壤膠體,加快了2價以上金屬離子的交換速度。同時由於醋酸緩沖劑的存在,對於交換性氫和1價金屬離子也能交換完全,形成銨質土,再用95%酒精洗去過剩的銨鹽,用蒸餾法測定交換量。對於酸性土壤的交換液,同時可以用作為交換性鹽基組成的待測液用。
3.氯化鋇-硫酸強迫交換法
土壤中存在的各種陽離子可被氯化鋇(BaCl2)水溶液中的陽離子(Ba2+)等價交換。土壤用BaCl2溶液處理,使之和Ba2+飽和,洗去剩餘的BaCl2溶液後,再用強電解質硫酸溶液把交換到土壤中的Ba2+交換下來,由於形成了硫酸鋇(BaSO4)沉澱,而且氫離子(H+)的交換吸附能力很強,使交換反應基本趨於完全。這樣可以通過計算消耗硫酸的量,計算出陽離子交換量。
四、土壤鹼化度(ESP)
土壤的鹼化度是用Na+的飽和度來表示,它是指土壤膠體上吸附的交換性Na+占陽離子交換量的百分率。當鹼化度達到一定程度時,土壤的理化性質會發生一系列的變化,土壤呈極強的鹼性反應pH﹥8.5甚至超過10.0,且土粒分散、濕時泥濘、不透氣、不透水、干時硬結、耕性極差,土壤理化性質所發生的這一系列變化稱為鹼化作用。鹼化度是鹽鹼土分類、利用、改良的重要指標。一般把鹼化度﹥20%定為鹼土,5%~20%定為鹼化土(15%~20%為強鹼化土,10%~15%為中度鹼化土,5%~10%為輕度鹼化土)。
計算公式:
鹼化度=(交換性鈉/陽離子交換量)× 100%
式中:交換性鈉[cmol(Na+)/kg]用乙酸銨-氫氧化鈉銨交換-火焰光度法測得;陽離子交換量[cmol(+)/kg]用氯化銨-乙酸銨交換法測得。
五、土壤水溶性全鹽量(易溶鹽)
土壤水溶性鹽是鹽鹼土的一個重要屬性,是限製作物生長的障礙因素。我國的鹽鹼土分布廣,面積大,類型多。在乾旱、半乾旱地區鹽漬化土壤,以水溶性的氯化物和硫酸鹽為主。濱海地區由於受海水浸漬,生成濱海鹽土,所含鹽分以氯化物為主。在我國南方(福建、廣東、廣西等省區)沿海還分布著一種反酸鹽土。鹽土中含有大量水溶性鹽類,影響作物生長,同一濃度的不同鹽分危害作物的程度也不一樣。鹽分中以碳酸鈉的危害最大,增加土壤鹼度和惡化土壤物理性質,使作物受害。其次是氯化物,氯化物又以MgCl2的毒害作用較大,另外,氯離子和鈉離子的作用也不一樣。
土壤(及地下水)中水溶性鹽的分析,是研究鹽漬土鹽分動態的重要方法之一,對於了解鹽分對種子發芽和作物生長的影響以及擬訂改良措施都是十分必要的。
1.電導法
土壤中的水溶性鹽是強電介質,其水溶液具有導電作用,導電能力的強弱可用電導率表示。在一定濃度范圍內,溶液的含鹽量與電導率呈正相關,含鹽量愈高,溶液的滲透壓愈大,電導率也愈大。土壤水浸出液的電導率用電導儀測定,直接用電導率數值表示土壤的含鹽量。
2.質量法
吸取一定量的土壤浸出液放在瓷蒸發皿中,在水浴上蒸干,用過氧化氫(H2O2)氧化有機質,然後在105~110℃烘箱中烘乾,稱重,即得烘乾殘渣質量。
六、土壤養分元素
土壤養分元素是指由土壤提供的植物生長所必需的營養元素,能被植物直接或者轉化後吸收。土壤養分可大致分為大量元素、中量元素和微量元素,包括氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、硼(B)、鉬(Mo)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)和氯(Cl)等13種。在自然土壤中,土壤養分主要來源於土壤礦物質和土壤有機質,其次是大氣降水、坡滲水和地下水。在耕作土壤中,還來源於施肥和灌溉。
根據在土壤中存在的化學形態,土壤養分的形態分為:①水溶態養分,土壤溶液中溶解的離子和少量的低分子有機化合物;②代換態養分,水溶態養分的來源之一;③礦物態養分,大多數是難溶性養分,有少量是弱酸溶性的(對植物有效);④有機態養分,礦質化過程的難易強度不同。
根據植物對營養元素吸收利用的難易程度,土壤養分又分為速效性養分和遲效性養分。一般來說,速效養分僅占很少部分,不足全量的1%。應該注意的是速效養分和遲效養分的劃分是相對的,兩者是處於動態平衡之中。
土壤養分的總儲量中,有很小一部分能為當季作物根系迅速吸收同化的養分,稱速效性養分;其餘絕大部分必須經過生物的或化學的轉化作用方能為植物所吸收的養分,稱遲效性養分。一般而言,土壤有效養分含量約占土壤養分總儲量的百分之幾至千分之幾或更少。故在農業生產中,作物經常出現因某些有效養分供應不足而發生缺素症的現象。
1.全氮測定法
(1)開氏定氮法。土壤、植株和其他有機體中全氮的測定通常都採用開氏消煮法,用硫酸鉀-硫酸銅-硒粉做加速劑。此法雖然消煮時間長,但控制好加速劑的用量,不易導致氮素損失,消化程度容易掌握,測定結果穩定,准確度較高,適用於常規分析。
土壤中的含氮有機化合物在加速劑的參與下,經濃硫酸消煮分解,有機氮轉化為銨態氮,鹼化後把氨蒸餾出來,用硼酸吸收,標准酸滴定,求出全氮含量。硫酸鉀起提高硫酸溶液沸點的作用,硫酸銅起催化劑作用,加速有機氮的轉化,硒粉是一種高效催化劑,用量不宜過多,否則會引起氮素損失。
(2)半微量開氏法。樣品在加速劑的參與下,用濃硫酸消煮時,各種含氮有機化合物,經過復雜的高溫分解反應,轉化為銨態氮。鹼化後蒸餾出來的氨用硼酸吸收,以標准酸溶液滴定,求出土壤全氮含量(不包括全部硝態氮)。
包括硝態和亞硝態氮的全氮測定,在樣品消煮前,需先用高錳酸鉀將樣品中的亞硝態氮氧化為硝態氮後,再用還原鐵粉使全部硝態氮還原,轉化為銨態氮。
2.全磷硫酸-高氯酸消煮測定法
在高溫條件下,土壤中含磷礦物及有機磷化合物與高沸點的硫酸和強氧化劑高氯酸作用,使之完全分解,全部轉化為正磷酸鹽而進入溶液,然後用鉬銻抗比色法測定。
3.全鉀測定法
土壤中的有機物先用硝酸和高氯酸加熱氧化,然後用氫氟酸分解硅酸鹽等礦物,硅與氟形成四氟化硅逸去。繼續加熱至剩餘的酸被趕盡,使礦質元素變成金屬氧化物或鹽類。用鹽酸溶液溶解殘渣,使鉀轉變為鉀離子。經適當稀釋後用火焰光度法或原子吸收分光光度法測定溶液中的鉀離子濃度,再換算為土壤全鉀含量。
4.鹼解氮測定法
土壤水解性氮或稱鹼解氮包括無機態氮(銨態氮、硝態氮)及易水解的有機態氮(氨基酸、醯銨和易水解蛋白質)。用鹼液處理土壤時,易水解的有機氮及銨態氮轉化為氨,硝態氮則先經硫酸亞鐵轉化為銨。以硼酸吸收氨,再用標准酸滴定,計算水解性氮含量。
5.速效磷測定法
(1)碳酸氫鈉法。石灰性土壤由於存在大量的游離碳酸鈣,不能用酸溶液來提取速效磷,可用碳酸鹽的鹼溶液。由於碳酸根的同離子效應,碳酸鹽的鹼溶液降低了碳酸鈣的溶解度,也就降低了溶液中鈣的濃度,這樣就有利於磷酸鈣鹽的提取。同時由於碳酸鹽的鹼溶液也降低了鋁和鐵離子的活性,有利於磷酸鋁和磷酸鐵的提取。此外,碳酸氫鈉鹼溶液中存在著OH-,
(2)鉬銻抗比色法。酸性土壤中的磷主要是以Fe—P、Al—P的形態存在,利用氟離子在酸性溶液中有配合Fe3+,Al3+的能力,可使這類土壤中比較活性的磷酸鐵鋁鹽被陸續活化釋放,同時由於H+的作用,也能溶解出部分活性較大的Ca—P,然後用鉬銻抗比色法進行測定。
6.速效鉀測定法
用1mol/L NH4OAc浸提土壤,可將膠體表面吸附的鉀離子全部浸提出來,而與黏土礦物晶格固定的鉀截然分開。
7.有機質重鉻酸鉀容量測定法
在加熱的條件下,用過量的重鉻酸鉀-硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液,來氧化土壤有機質中的碳,
七、土壤重金屬
土壤的重金屬主要包括汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)和類金屬砷(As)等生物毒性顯著的元素,以及有一定毒性的鋅(Zn)、銅(Cu)、鎳(Ni)等元素。主要來自農葯、廢水、污泥和大氣沉降等,如汞主要來自含汞廢水,鎘、鉛污染主要來自冶煉排放和汽車廢氣沉降,砷則被大量用作殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和除草劑。過量重金屬可引起植物生理功能紊亂、營養失調,鎘、汞等元素在作物子實中富集系數較高,即使超過食品衛生標准,也不影響作物生長、發育和產量,此外汞、砷能減弱和抑制土壤中硝化、氨化細菌活動,影響氮素供應。重金屬污染物在土壤中移動性很小,不易隨水淋濾,不為微生物降解,通過食物鏈進入人體後,潛在危害極大,應特別注意防止重金屬對土壤的污染。一些礦山在開采中尚未建立石排場和尾礦庫,廢石和尾礦隨意堆放,致使尾礦中富含難降解的重金屬進入土壤,加之礦石加工後餘下的金屬廢渣隨雨水進入地下水系統,造成嚴重的土壤重金屬污染。
1.原子吸收分光光度法
原子吸收分光光度法的測量對象是呈原子狀態的金屬元素和部分非金屬元素,是由待測元素燈發出的特徵譜線通過供試品經原子化產生的原子蒸氣時,被蒸氣中待測元素的基態原子所吸收,通過測定輻射光強度減弱的程度,求出供試品中待測元素的含量。原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律,通常借比較對照品溶液和供試品溶液的吸光度,求得供試品中待測元素的含量。所用儀器為原子吸收分光光度計,它由光源、原子化器、單色器、背景校正系統、自動進樣系統和檢測系統等組成。
2.X射線熒光光譜(XRF)法
XRF法是介於原子發射光譜(AES)和原子吸收光譜(AAS)之間的光譜分析技術。它的基本原理是基態原子(一般蒸氣狀態)吸收合適的特定頻率的輻射而被激發至高能態,而後激發過程中以光輻射的形式發射出特徵波長的熒光。該方法可定量分析測量待測元素的原子蒸氣在一定波長的輻射能激發下發射的熒光強度。原子熒光的波長在紫外、可見光區。氣態自由原子吸收特徵波長的輻射後,原子的外層電子從基態或低能態躍遷到高能態,經10~8 s,又躍遷至基態或低能態,同時發射出熒光。若原子熒光的波長與吸收波長相同,稱為共振熒光;若不同,則稱為非共振熒光。共振熒光強度大,分析中應用最多。在一定條件下,共振熒光強度與樣品中某元素濃度成正比。該法的優點是靈敏度高,譜線簡單;在低濃度時校準曲線的線性范圍寬達3~5個數量級,特別是用激光做激發光源時更佳。主要用於金屬元素的測定,在環境科學、高純物質、礦物、水質監控、生物製品和醫學分析等方面有廣泛的應用。
3.電感耦合等離子光譜(ICP)法
高頻振盪器發生的高頻電流,經過耦合系統連接在位於等離子體發生管上端,銅制內部用水冷卻的管狀線圈上。石英製成的等離子體發生管內有3個同軸氫氣流經通道。冷卻氣(Ar)通過外部及中間的通道,環繞等離子體起穩定等離子體炬及冷卻石英管壁,防止管壁受熱熔化的作用。工作氣體(Ar)則由中部的石英管道引入,開始工作時啟動高壓放電裝置讓工作氣體發生電離,被電離的氣體經過環繞石英管頂部的高頻感應圈時,線圈產生的巨大熱能和交變磁場,使電離氣體的電子、離子和處於基態的氖原子發生反復猛烈的碰撞,各種粒子的高速運動,導致氣體完全電離形成一個類似線圈狀的等離子體炬區面,此處溫度高達6000~10 000℃。樣品經處理製成溶液後,由超霧化裝置變成全溶膠由底部導入管內,經軸心的石英管從噴嘴噴入等離子體炬內。樣品氣溶膠進入等離子體焰時,絕大部分立即分解成激發態的原子、離子狀態。當這些激發態的粒子回收到穩定的基態時要放出一定的能量(表現為一定波長的光譜),測定每種元素特有的譜線和強度,和標准溶液相比,就可以知道樣品中所含元素的種類和含量。
發射光譜分析方法只要將待測原子處於激發狀態,便可同時發射出各自特徵譜線同時進行測定。ICP-AES儀器,不論是多道直讀還是單道掃描儀器,均可以在同一試樣溶液中同時測定大量元素(30~50個,甚至更多)。已有文獻報道的分析元素可達78個,即除He,Ne,Ar,Kr,Xe惰性氣體外,自然界存在的所有元素,都已有用ICP-AES法測定的報告。
③ 土壤陽離子交換量測定為什麼要通入蒸汽同時要電爐加熱
土壤全氮的測定 1 適用范圍 本方法適用於各類土壤全氮含量的測定. 2 測定原理樣品在加速劑的參與下,用濃硫酸消煮時,各種含氮有機化合物,經過復雜的高溫分解反應,轉化為銨態氮.鹼化後蒸餾出來的氨用硼酸吸收,以酸標准溶液滴定,求出土壤全氮含量(不包括全部硝態氮). 包括硝態和亞硝態氮的全氮測定,在樣品消煮前,需先用高錳酸鉀將樣品中的亞硝態氮氧化為硝態氮後,再用還原鐵粉使全部硝態氮還原,轉化成銨態氮. 3 主要儀器設備 3.1 土壤樣品粉碎機; 3.2 瑪瑙研缽; 3.3 土壤篩:孔徑1.0mm、0.25mm; 3.4 分析天平:感量為0.0001g; 3.5 硬質開氏燒瓶:容積50ml、100ml; 3.6 半微量定氮蒸餾裝置; 3.7 半微量測定管:容積10ml、25ml; 3.8 錐形瓶:容積150ml; 3.9 電爐:300W變溫電爐. 4 試劑 4.1 硫酸(GB625-77):化學純; 4.2 硫酸(GB 625-77)或鹽酸(GB622-77):分析純,0.005mol/L硫酸或0.01mol/L鹽酸標准溶液; 4.3 氫氧化鈉(GB629-81):工業用或化學純,10 mol/L氫氧化鈉溶液; 4.4 硼酸-指示劑混合液; 4.4.1 硼酸(GB628-78):分析純,2%溶液(W/V); 4.4.2 混合指示劑:0.5g溴甲酚綠(HG3-1220-79)和0.1g甲基紅(HG3-958-76)於瑪瑙研缽中,加入少量95%乙醇,研磨至指示劑全部溶解後,加95%乙醇至100ml.使用前,每升硼酸溶液中加20ml混合指示劑,並用稀鹼調節至紅紫色(pH值約4.5).此液放置時間不宜過長,如在使用過程中pH值有變化,需隨時用稀酸或稀鹼調節之. 4.5 加速劑:100g硫酸鉀(HG3-920-76,化學純),10g五水合硫酸銅(GB665-78,化學純),1g硒粉(HG3-926-76)於研缽中研細,必須充分混合均勻. 4.6 高錳酸鉀溶液:25g高錳酸鉀(GB643-77)溶於500ml.無離子水,貯於棕色瓶中; 4.7 1:1硫酸溶液; 4.8 還原鐵粉:磨細通過孔徑0.15mm篩; 4.9 辛醇:化學純. 5 土壤樣品的制備將通過孔徑2mm篩的土樣,在牛皮紙上鋪成薄層,劃分成多個小方格.用小勺於每個方格中,取等量的土樣(總量不得少於20g)於瑪瑙研缽中研磨,使之全部通過0.25mm篩,混合均勻後備用. 6 分析步驟 6.1 稱樣稱取通過0.25mm孔徑篩的風干土樣1.0g(精確到0.0001g,含氮約1mg),同時測定土樣水分含量. 6.2 土樣消煮 6.2.1 不包括硝態和亞硝態氮的消煮:將土樣送入乾燥的開氏瓶底部,加少量無離子水(約0.1ml)濕潤土樣後,加入2g加速劑和5mL濃硫酸,搖勻.將開氏瓶傾斜置於300W變溫電爐上,用小火加熱,待瓶內反應緩和時(約10~15min),加強火力使消煮的土液保持微沸,加熱的部位不超過瓶中的液面,以防瓶壁溫度過高而使銨鹽受熱分解,導致氮素損失.消煮的溫度以硫酸蒸氣在瓶頸上部1/3處冷凝流回為宜.待消煮液和土粒全部變為灰白稍帶綠色後,再繼續消煮1h,冷卻,待蒸餾.在消煮土樣的同時,做兩份空白測定,除不加土樣,其他操作皆與測定土樣時相同. 6.2.2 包括硝態和亞硝態氮的消煮:將土樣送入乾燥的50ml開氏瓶底部,加1ml高錳酸鉀溶液,搖動開氏瓶,緩緩加入2ml 1:1硫酸,不斷轉動開氏瓶,然後放置5min,再加入1滴辛醇.通過長頸漏斗將0.5g(±0.01g)還原鐵粉送入開氏瓶底部,瓶口蓋上小漏斗,轉動開氏瓶,使鐵粉與酸接觸,待劇烈反應停止時(約5min),將開氏瓶置於電爐上緩緩加熱45min(瓶內土液應保持微沸,以不引起大量水分丟失為宜).停火,待開氏瓶冷卻後,通過長頸漏斗加2g加速劑和5ml濃硫酸,搖勻.按6.2.1的步驟,消煮至土液全部變為黃綠色,再繼續消煮1h,冷卻,待蒸餾.在消煮土樣的同時,做兩份空白測定. 6.3 氨的蒸餾 6.3.1 蒸餾前先檢查蒸餾裝置是否漏氣,並通過水的餾出液將管道洗凈. 6.3.2 待消煮液冷卻後,用少量無離子水將消煮液定量地全部轉入蒸餾器內,並用水洗滌開氏瓶4~5次(總用水量不超過30~35mL). 於150ml錐形瓶中,加入5ml 2%硼酸-指示劑混合液,放在冷凝管末端,管口置於硼酸液面以下,以免吸收不完全.然後向蒸餾室內緩緩加入20ml 10mol/L氫氧化鈉溶液,通入蒸汽蒸餾,待餾出液體積約50ml時,蒸餾完畢.用少量已調節至pH4.5的水洗滌冷凝管的末端. 6.3.3 用0.005mol/L硫酸(或0.01mol/L鹽酸)標准溶液滴定餾出液由藍綠色至剛變為紅紫色.記錄所用酸標准溶液的體積).空白測定所用酸標准溶液的體積,一般不得超過0.40ml. 7 結果計算土壤全氮(%)=(V-V0)×c×0.014×0.014/m 式中: V——滴定試液時所用酸標准溶液的體積,ml; V0——滴定空白時所用酸標准溶液的體積,ml; c——酸標准溶液的濃度,mol/L; 0.014——氮原子的毫摩爾質量; m——風干土樣質量,g. 平行測定結果,用算術平均值表示,保留小數點後三位. 8 精密度平行測定結果的相差:土壤全氮含量(%) 允許絕對相差(%) >0.1 ≤0.005 0.0.06 ≤0.004 <0.6 ≤0.003 9 注釋 9.1 試樣的粒徑,這里採用0.25mm孔徑篩,但如果含氮量高,稱量
④ 測定膨潤土(蒙脫石)陽離子交換容量CEC有什麼意義
膨潤土(蒙脫石)晶層中的陽離子具有可交換性能,在一定的物理—化學條件下,不僅Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可相互交換,而且H+、多核金屬陽離子(如羥基鋁十三聚體)、有機陽離子(如二甲基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽離子。陽離子交換性是膨潤土(蒙脫石)的重要工藝特性,利用這一特性,可進行膨潤土的改型,由鈣基膨潤土改型為鈉基膨潤土、活性白土、鋰基膨潤土、有機膨潤土、柱撐蒙脫石等產品。 陽離子交換容量(Cation Exchange Capacity)是指PH值為7的條件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 等陽離子總量,簡稱為CEC。膨潤土礦陽離子交換容量和交換性陽離子是判斷膨潤土礦質量和劃分膨潤土礦屬型的主要依據, CEC值愈大表示其帶負電量愈大,其水化、膨脹和分散能力愈強;反之,其水化、膨脹和分散能力愈差。如北票市膨潤土陽離子交換容量CEC 為66.7mmol/100g,阜新市的膨潤土陽離子交換容量CEC 為85.55 mmol/100g,內蒙古優質膨潤土陽離子交換容量CEC為115—139 mmol/100g。
研究表明,蒙脫土的片層中間的CEC通常在60-120mmol/100G范圍內,這是一個比較適合與聚合物插層形成納米復合材料的離子交換容量。因為如果無機物的離子交換容量太高,極高的層間庫侖力使得無機物片層間作用力過大,不利於大分子鏈的插入;如果無機物的離子交換容量太低,無機物不能有效地與聚合物相互作用,不足以保證無機物與聚合物基體的相容性,同樣不能得到插層納米復合物材料。適宜的離子交換容量、優良的力學性能使得蒙脫土成為制備PLS納米復合材料的首選礦物。CEC值和膨潤土(蒙脫石)的內表面積與蒙脫石含量呈正相關關系,用陽離子交換容量CEC 為100mmol/100g的膨潤土和 用陽離子交換容量CEC 為61mmol/100g的膨潤土製備插層納米復合物材料,盡管層間距相差不大(d001=1.98和1.91nm),但比表面(421.5和127.2m2。g-1)和吸氨量(318.3和80.7mg。g-1)卻有較大的差別. 與原料土的比表面(76.0和90.5m2。g-1)及吸氨量(49.2和62.1mg。g-1)相比,分別增加5.5和1.4倍及6.5和1.3倍,比表面和吸氨量的增加倍數有一定的對應關系. 這說明層電荷密度主要影響材料的表面性質. 由於層間距(d001)的變化主要取決於交聯劑的大小, 因而不同層電荷密度對於採用同種的交聯劑制備材料的層間距影響不大。
測定CEC的方法很多,如定氮蒸鎦法、醋酸銨法、氯化銨-醋酸鈉法、氯化銨-無水乙醇法、氯化銨-氨水法、氯化鋇-硫酸法等。目前,膨潤土CEC測定是依據國標JC/T 593—1995(膨潤土試驗方法)。具體方法如下:
(1)方法提要
用含指示陽離子NH4+的提取劑處理膨潤土礦試樣,將試樣中可交換性陽離子全部置換進入提取液中,並使試樣飽和吸附指示陽離子轉化成銨基上。將銨基土和提取液分離,測定提取液中的鉀、鈉、鈣及鎂等離子,則為相應的交換性陽離子量。
(2)主要試劑和材料
a. 離心機:測量范圍為0~400r/min;
b. 磁力攪拌器:測量范圍為50~2 400r/min』
c. 鉀、鈉、鈣、鎂混合標准溶液〔c(0.01Na+、0.005Ca2+、0.005Mg2+、0.002K+)〕稱取0.5004g碳酸鈣(基準試劑),0.201 5g氧化鎂(基準試劑),0.5844g氯化鈉(高純試劑)和0.1491g氯化鉀(高純試劑)於250mL燒杯中,加水後以少量稀鹽酸使之溶解(小心防止跳濺)。加熱煮沸趕盡二氧化碳,冷卻。將溶液移入1 000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,移於乾燥塑料瓶中保存;
d. 交換液:稱取28.6g氯化銨置於250mL水中,加入600mL無水乙醇,搖勻,用1+1氨水調節pH為8.2,用水稀釋至1L,即為0.5mol/L氯化銨-60%乙醇溶液。
e. EDTA標准溶液〔c(0.01EDTA)〕:取3.72g乙二胺四乙酸二鈉,溶解於1 000mL水中。
標定:吸取10mL0.01mol/L氯化鈣(基準試劑)標准溶液於100mL燒杯中,用水稀釋至40~50mL左右。加入5mL4mol/L氫氧化鈉溶液,使pH≈12~13,加少許酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑,用EDTA溶液滴至純藍色為終點。
c1= c2·V3/ V4
式中:
c1——EDTA標准溶液的實際濃度,mol/L;
c2——氯化鈣標准溶液的濃度,mol/L;
V3——氯化鈣標准溶液的體積,mL;
V4——滴定時消耗EDTA標准溶液的體積,mL。
f. 洗滌液:50%乙醇,95%乙醇。
(3)試驗步驟
稱取在115~110℃下烘乾的試樣1.000g,置於100mL離心管中。加入20mL50%乙醇,在磁力攪拌器上攪拌3~5min取下,離心(轉速為300r/min左右),棄去管內清液,再在離心管內加入50mL交換液,在磁力攪拌器上攪拌30min後取下,離心,清液收集到100mL容量瓶中。將殘渣和離心管內壁用95%乙醇洗滌(約20mL),經攪拌離心後,清液合並於上述100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,待測。殘渣棄去。
交換性鈣、鎂的測定,取上述母液25mL,置於150mL燒杯中,加水稀釋至約50mL,加1mL1+1三乙醇胺和3~4mL4mol/L氫氧化鈉,再加少許酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑,用0.01mol/LEDTA標准溶液滴定至純藍色,記下讀數V5,然手用1+1鹽酸中和pH為7,再加氨水-氯化銨緩沖溶液(pH=10),再用0.01mol/LEDTA標准溶液滴至純藍色記下讀數V6。
交換性鉀、鈉的測定:取25mL母液於100mL燒杯中,加入2~3滴1+1鹽酸,低溫蒸干。加入1mL1+1鹽酸及15~20mL水,微熱溶解可溶性鹽,冷卻後溶液移入100mL容量瓶中,以水稀釋至刻度、搖勻,在火焰光度計上測定鉀、鈉。標准曲線的繪制:分取0、3、6、9、12、15mL鉀、鈉、鈣、鎂混合標准溶液於100mL容量瓶中,加入2mL1+1鹽酸,用水稀釋至刻度、搖勻。在與試樣同一條件下測量鉀、鈉的讀數,並繪制標准曲線(此標准系列分別相當於每100g樣中含有0、170、345、520、690、860mg的交換性鈉和0、60、120、175、240、295mg的交換性鉀。
(4)結果計算
鈣、鎂的含量按下式計算:
交換性鈣g/100g= (40c5V5)/(2.5m3)
交換性鎂g/100g=[ 24c5(V6-V5)]/ (2.5m3)
式中:
c5—EDTA標准溶液的實際摩爾濃度mol/L;
V6、V5—滴定時耗用EDTA標准溶液的毫升數,mL;
m3——試樣質量,g。
鉀、鈉的含量按(10)式計算:
交換性鉀(g/100g)= Kmg /(2.5m3)
交換性鈉(g/100g)= Namg/(2.5m3)
式中:
Kmg,Namg—由標准曲線上查得的鉀鈉的毫克數;
m3——試樣質量,g。
⑤ 土壤陽離子交換量的檢出限是多大
根據我來國最新的土壤環境質量標源准(GB 15618-1995),並為對土壤陽離子交換量做出限檢。
但通常來說土壤中有機膠體(腐殖質)的CEC(cmol(+)/kg)最大,含量在200~500范圍內波動。蛭石為100~150;蒙脫石礦物為主的土壤CEC為70~95;伊利石礦物為主的土壤CEC為10~40;高嶺石礦物為主的土壤CEC為3~15;半倍氧化物為主的土壤CEC為2~4
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⑥ 陽離子交換量在土壤地理學中如何定義的,它後面的單位:CEC7是什麼意思
土壤是地球岩石最表層經億萬年風化和生物活動所形成的物質。迄今為止,絕大多數作物都是在土壤上栽培。土壤是生物圈、岩石圈、大氣圈和水圈的交匯點。普通人常常認為土壤只是固體。其實,土壤由固體顆粒、土壤溶液和土壤空氣三部分組成。土壤由固體顆粒構成有大小孔隙的土壤結構,土壤水分(溶液)占據土壤的中小孔隙,土壤空氣占據土壤大孔隙。
土壤固體大顆粒稱為砂粒,中等粒徑的顆粒稱為粉粒,細小顆粒稱為粘粒。根據三種土粒含量不同,將土壤分為12類,其中較為典型的有三種:砂粒含量特別多的是砂土;粘粒含量特別多的是粘土;而砂粒、粉粒、粘粒三者比例相等的是壤土。壤土的土壤耕性最好,土壤水氣比例最易達到理想范圍,土壤溫度狀況也較易保持和調整,也就是說,壤土的土壤物理性質最理想。砂土往往氣多水少,溫度易偏高。粘土則水多氣少,溫度易偏低,緊實粘重。
土壤水氣比例對土壤氧化還原電位有影響。土壤氧化還原電位影響土壤中一些微量元素的有效性。水多氣少使土壤氧化還原電位降低,鐵、錳等離子大多還原為有效態,但也容易從土壤中淋失。
土壤礦質顆粒和有機質顆粒都帶負電,對土壤中的陽離子有吸附性。土壤粘粒所能吸附的鹽基陽離子總量稱為陽離子交換量,土壤粘粒上吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子不斷進行交換,達成動態平衡。施肥或通過其它途徑進入土壤溶液的養分陽離子大多先被土壤粘粒吸附,待植物根系吸收利用掉溶液中的養分陽離子時,被吸附的交換性陽離子再逐漸解吸釋放進入土壤溶液,補充被吸收的部分。養分由土壤到植物的機理當然比這樣簡單的描述要復雜得多。
陽離子交換量中鈣、鎂、鉀、鈉四種鹼性離子所佔陽離子交換量的百分比叫做鹽基飽和度。做鹽基飽和度較高的土壤肥力較高,土壤pH值也較高。
土壤pH值包括土壤活性酸度和潛在酸度。土壤活性酸度土壤溶液中表觀的H+活度,而潛在酸度與陽離子交換量(又稱土壤緩沖能力)有關。
現在越來越強調土壤管理的重要性。土壤管理主要涉及對土壤物理性質的保護,同時兼顧土壤化學性質,與土壤耕性、土壤肥力和防止土壤侵蝕有關。
⑦ 鹽鹼地栽植土壤理化性質檢測應包括哪些內容
需要測定:pH、有機質、全氮、總磷、總鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、土壤質地(顆粒組成)、容重、含水量等。某些中微量元素,Mo、Si、Fe、Zb等。
此外,還需要加測全鹽量,Na、K、Ca、Mg含量,陽離子交換量(CEC)等。微生物指標,看你的實驗處理而定,並不是必測。
⑧ 鹽鹼地種稻的主要障礙因素是什麼
(1)土壤pH高,鹽鹼性強,有毒鹽類多。有的鹽鹼土壤中,含鹽種類多達12種,其中7種對作物有不同程度的危害。這些鹽類在土壤溶液中有不同的溶解度,其形成的水溶性鹽在根際含量如不超過萬分之幾到十萬分之幾,對水稻是無害的,而且是水稻所需要的營養。但它的濃度超過水稻耐鹽極限時,則會產生危害。其中毒害最大的是蘇打,一般含量超過0.005%即產生毒害。蘇打鹼性較強,pH可達8~10,可溶性鹽分多,妨礙稻株吸收水分,重者可形成反滲透使水分倒流,導致生理缺水,出現萎蔫現象。蘇打鹼土中的碳酸鈉和碳酸氫鈉有時轉化為氫氧化鈉,降低土壤養分的有效性,使水稻不能吸收,危害性更大。強鹼性也可直接危害稻株,腐蝕破壞細胞組織,重者枯死。
(2)代換性鈉含量高。蘇打鹽鹼型水稻土在1米土層內鹼化度(土壤代換性鈉占陽離子交換量的百分比)多在10%~60%之間。鹼化度越高,鈣素變為無效狀態的越多。水稻吸鈣不足,相反吸收了過多的鈉會危害稻株。鈉是強分散劑,能使土壤在淹水條件下高度分散,通透性變壞,阻礙根系的正常生長發育。因此,千方百計地將鹼化度降低到10%以下,改善蘇打鹽鹼型水稻土的物理性狀,是水稻高產的重要因素。
(3)土壤易內澇。鹽鹼地區多處在窪地,因此排水不暢,易產生澇害。澇害有兩種形式:一是高地地表徑流集中在低窪地,造成地表澇災;二是由於地下水位高造成土壤內澇。因此,不僅土溫降低,還加重鹽鹼危害。鹽鹼和澇害的症狀表現最明顯的是新根及根端生長點的細胞先遭受破壞,而後遍及全根,使根系失去生機,植株生長緩慢,葉尖枯黃卷縮,基部葉片枯死,最後心葉枯死。
⑨ 土壤陽離子交換量.鹽基飽和度與土壤酸鹼有何關系
一、土壤酸鹼性對植物的影響
1、大多數植物在pH>9.0或<2.5的情況下都難以生長。植物可在很寬的范圍內正常生長,但各種植物有自己適宜的pH。
喜酸植物:杜鵑屬、越桔屬、茶花屬、杉木、松樹、橡膠樹、帚石蘭;
喜鈣植物:紫花苜蓿、草木犀、南天竺、柏屬、椴樹、榆樹等;
喜鹽鹼植物:檉柳、沙棗、枸杞等。
2、植物病蟲害與土壤酸鹼性直接相關:
1)地下害蟲往往要求一定范圍的pH環境條件如竹蝗喜酸而金龜子喜鹼;
2)有些病害只在一定的pH值范圍內發作,如悴倒病往往在鹼性和中性土壤上發生。
3、土壤活性鋁:土壤膠體上吸附的交換性鋁和土壤溶液中的鋁離子,它是一個重要的生態因子,對自然植被的分布、生長和演替有重大影響;
在強酸性土壤中含鋁多,生活在這類土壤上的植物往往耐鋁甚至喜鋁(帚石蘭、茶樹);但對於一些植物來說,如三葉草、紫花苜蓿,鋁是有毒性的,土壤中富鋁時生長受抑制;研究表明鋁中毒是人工林地力衰退的一個重要原因。
二、土壤酸鹼性對養分有效性的影響
1、在正常范圍內,植物對土壤酸鹼性敏感的原因,是由於土壤pH值影響土壤溶液中各種離子的濃度,影響各種元素對植物的有效性;
2、土壤酸鹼性對營養元素有效性的影響:
(1)氮在6~8時有效性較高,是由於在小於6時,固氮菌活動降低,而大於8時,硝化作用受到抑制;
(2)磷在6.5~7.5時有效性較高,由於在小於6.5時,易形成磷酸鐵、磷酸鋁,有效性降低,在高於7.5時,則易形成磷酸二氫鈣;
無機磷的固定
(3)酸性土壤的淋溶作用強烈,鉀、鈣、鎂容易流失,導致這些元素缺乏。在pH高於8.5時,土壤鈉離子增加,鈣、鎂離子被取代形成碳酸鹽沉澱,因此鈣、鎂的有效性在pH6-8時最好;
(4)鐵、錳、銅、鋅、鈷五種微量元素在酸性土壤中因可溶而有效性高;鉬酸鹽不溶於酸而溶於鹼,在酸性土壤中易缺乏;硼酸鹽在pH5-7.5時有效性較好。
三、土壤酸鹼性的改良
1、土壤酸性土改良
經常使用石灰。達到中和活性酸、潛性酸、改良土壤結構的目的。
沿海地區使用含鈣的貝殼灰。也可用紫色頁岩粉、粉煤灰、草木灰等。
石灰施用量
生石灰需要量(g/m2 )=陽離子代換量*(1—鹽基飽和度)*土壤重量*28*1/1000
2、中性和石灰性土壤的人工酸化
露地花卉可用硫磺粉(50g/平方米)或硫酸亞鐵(150克/平方米),可降低0.5——1個pH單位。也可用礬肥水澆制。
3、鹼性土壤
施用石膏,還可用磷石膏、硫酸亞鐵、硫磺粉、酸性風化煤。來自 :www..com
⑩ 土壤陽離子交換量的檢出限是多大
土壤中有機膠體(腐殖質)的CEC(cmol(+)/kg)最大,含量在200~500范圍內波動。